如何向外星人指示地球方向?脈衝星可以當「星際燈塔」

2021年12月07日13:50
向外星人指示地球方位,比使用Google地圖更複雜。
向外星人指示地球方位,比使用Google地圖更複雜。

  12月7日消息,據國外媒體報導,宇宙大得令人難以置信,並且其歷史可追溯至138億年前,考慮到宇宙的空間和時間跨度,似乎地球人類並非宇宙中唯一的高等智慧文明,或許在某一時期的某顆星球,潛在著神秘的智慧生命,如果有地外智慧生命存在,我們如何與他們建立聯繫,假設我們願意做朋友,如何將他們指引到地球呢?

  科學家可以使用多種技術向遙遠的外星人發送方向指標,但更重要的是,研究人員必須想出一種方法,向我們的外星客人發送可理解的星際地圖,顯然這是一個非常棘手的問題。

  如果你試圖告訴某人你在哪裡,就會需要地圖等公共參考資料,這是一種固定的參照引用,但在浩瀚的星系空間,沒有什麼是固定不變的,恒星和行星受引力影響彼此作用,一直處於不斷變化之中,就像緩慢的宇宙華爾茲,彼此環繞旋轉著,但即使在我們不斷變化的銀河系中,科學家也想出一些方法,將地球所在位置傳遞給任何潛在的神秘外星生命。

  大多數人會說,向地外空間發送強大的無線電波傳輸就行。電磁輻射(包括從可見光、無線電波以及紅外線)一直是向宇宙傳播地球信息的首選方案,通過巧妙地調製電磁波頻率,科學家們可以用簡單的二進製代碼傳播複雜信息,由於電磁波具有方向性,任何截獲該信號的智慧外星人都可以輕易地追蹤到地球的位置。

圖中是先驅號探測器牌匾,其中記錄著“脈衝星地圖”,地球位於線條交彙中心,還描繪著一個男人和一個女人。
圖中是先驅號探測器牌匾,其中記錄著“脈衝星地圖”,地球位於線條交彙中心,還描繪著一個男人和一個女人。

  在所有不同類型的電磁波中,無線電波是進行遠程通信的常用方法,依據美國宇航局的觀點,這是因為無線電波的頻率填補了電磁波譜的一個“缺口”,被稱為“水洞(water hole)”。在1420-1720兆赫之間的頻率,水的兩種成分——氫和羥基(氧和氫結合的化合物)起到了一種“化學隔音”的作用,可以吸收較低或者較高的振動,使通道相對沒有宇宙背景噪音,水洞上方和下方的頻率相對“嘈雜”,因為它們充滿量子振動和宇宙大爆炸殘留的輻射。

  之前科學家曾嚐試將無線電波發送至外太空,試圖與潛在外星人進行交流,1974年,研究人員利用位於波多黎各的阿雷西博陸基望遠鏡,向21000光年之外的M13星團發射無線電頻率信息。依據搜尋地外文明組織(SETI)所述,該信息是一個簡單的二元象形圖案,包括:DNA分子、太陽系和簡單人形線條等內容,從那時起,無數無線電信息被發射至太空,例如:2008年美國宇航局發送“穿越宇宙”的信號,這與披頭士樂隊名曲《穿越宇宙》同名。

  然而,無線電波的一個潛在問題是,它們在傳播過程中會產生衍射或者頻帶變寬,就像池塘中的漣漪一樣,地球發送的無線電波如果抵達遙遠星系時,可能會變得太分散,無法攜帶可識別的信息,為了傳達更直接的信息,使用可見激光進行傳播可能更為實用。

科學家可以使用多種技術向遙遠的外星人發送方向指標,但更重要的是,研究人員必須想出一種方法,向我們的外星客人發送可理解的星際地圖,顯然這是一個非常棘手的問題。
科學家可以使用多種技術向遙遠的外星人發送方向指標,但更重要的是,研究人員必須想出一種方法,向我們的外星客人發送可理解的星際地圖,顯然這是一個非常棘手的問題。

  由偏振激光或者單一平面共振光線組成的目標信息,有可能比無線電信號傳播得更遠,而不出現信號弱化。然而,由於光波是一個更加緊密的信號,它們的頻帶非常窄,科學家在發送該信息的時候需要很高的精度,換句話講,我們需要知道外星人所處的大致方向區域,才能向他們發送定向激光信息。

  一些科學家採取了一種不同尋常的星際交流方式,該方式更類似於‘瓶子信息’的方式,其中最著名的星際交流方式是金色“先驅者號牌匾”,上面刻著兩個人形——一個男人和一個女人,以及一張“地圖”,該地圖記錄了14個獨特的宇宙標誌:脈衝星,指示著太陽系的方向。

  脈衝星是密度極高、旋轉著的死亡中子星殘骸,其星體兩極噴射電磁輻射束,當它們旋轉時,這些輻射束看起來像“脈衝”或者閃爍體,就像燈塔一樣。由於脈衝星的存在猶如星系中罕見的類似節拍器的目標,它們對星際導航非常有用。事實上,美國宇航局計劃使用脈衝星作為一種宇宙GPS,通過測量來自3顆或者更多脈衝星的每個脈衝產生的微小變化,航天器可以三角定位其所在星系的位置。在“先驅者號”探測器的牌匾上,每顆脈衝星都用一條線標出它與地球的距離,還有一些線條標記著脈衝星的旋轉速度。

  然而,脈衝星具有獨特的方向性,它們的閃光並非從每個角度都能探測到,因此,如果某外星文明發現了先驅者號牌匾,並將它作為地圖進行解讀,他們必須弄清楚我們看到了什麼,當科學家設計這塊牌匾時,他們認為任何能找到並捕獲先驅者號探測器的地外文明都會對脈衝星產生足夠的深入認知,從而能解讀該牌匾的信息內容。

  但先驅者號牌匾不僅僅是一個瓶子信息,它還是一個時間膠囊,它的脈衝星圖案上線條標記著從1972年以來地球角度觀測到每顆脈衝星的旋轉速度,但那些快速旋轉的脈衝星正處於減速狀態,幾億年之後,其中一些脈衝星可能不再旋轉,某個智慧地外文明找到先驅者號探測器需要的時間可能更長,更不必去到達地球,所以,雖然人類有無數種方法向外星指引地球所在位置,但是否能發現地外文明的一個關鍵因素是:耐心。(葉傾城)

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